CN102967145B - 一种水泥工业用降低nox排放的分解炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥工业用降低NOx排放的分解炉，包括炉体，所述炉体由第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室依次从下到上连通组成，所述第一分解室的下部与熟料烧成窑炉连通，所述第五分解室的气体出口与预热器连通，所述第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室上均设有还原剂喷入口，所述第一分解室、第二分解室和第四分解室上设有涡流增氧助燃风入口，所述第一分解室上设有与预热器连通的生料加入口。既保证生料中的CaCO3有效分解，又在分解炉内绝大部分环境营造成还原性氛围，使回转窑熟料烧成阶段和分解炉内生成的NOx被还原成N2，减少NOx的总量排放。

Description

一种水泥工业用降低NOX排放的分解炉
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别是一种水泥工业用降低NOx排放的分解炉。 
背景技术
新型干法水泥炉窑生产过程中的水泥分解炉中生料分解所需要的热量主要是由分解炉中喷入的煤粉燃烧所提供的，炉内温度越高CaCO3的分解速度会加快，但其燃烧过程中会产生大量的NOx。工业上一般采用空气或燃料分级燃烧的低氮燃烧技术、还原性氛围法等燃烧中控制技术降低NOx的排放总量，但其效果并不是很理想，且系统对不同燃料的适应性不强，在降低NOx总量排放的同时不能够充分提高燃料的燃烧效率，从而实现节能减排。 
上述技术和设备在总体上降低NOx的排放量是有限的，同时也会降低燃烧效率，导致燃料的不充分燃烧，增加设备的运行成本，且系统对燃料种类的适应性不强，不能提高燃料的燃烧性能，能量的利用率低等问题，并且考虑到环保对水泥行业中NOx排放要求越来越高，为减少NOx的排放总量，充分利用各种燃料，提高分解炉的效率，故可结合多种技术对分解炉燃烧方式进行改进。 
发明内容
本发明所要解决的问题就是提供一种水泥工业用降低NOx排放的分解炉，既保证生料中的CaCO3有效分解，又在分解炉内绝大部分环境营造成还原性氛围，使回转窑熟料烧成阶段和分解炉内生成的NOx被还原成N2，减少NOx的总量排放。 
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水泥工业用降低NOx排放的分解炉，包括炉体，所述炉体由第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室依次从下到上连通组成，所述第一分解室的下部与熟 料烧成窑炉连通，所述第五分解室的气体出口与预热器连通，所述第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室上均设有还原剂喷入口，所述第一分解室、第二分解室和第四分解室上设有涡流增氧助燃风入口，所述第一分解室上设有与预热器连通的生料加入口。 
进一步的，所述第一分解室、第二分解室和第四分解室上的涡流增氧助燃风入口分别相对第一分解室、第二分解室和第四分解室的外环壁的切向延伸使增氧助燃风切向喷入。 
进一步的，所述第一分解室上的还原剂喷入口与第一分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈0°或180°布置。 
进一步的，所述第二分解室上的还原剂喷入口与第二分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈90°或270°布置。 
进一步的，所述第四分解室上的还原剂喷入口与第四分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈0°或180°布置。 
进一步的，所述第一分解室与第二分解室的连接处、第二分解室与第三分解室的连接处、第三分解室与第四分解室的连接处以及第四分解室与第五分解室的连接处分别设有缩径的喉部。使分解炉内的三相物料在不同分解室之间流通时形成喷腾效应。 
进一步的，所述第一分解室的下部设有与熟料烧成窑炉连通的尾部直段，所述尾部直段与第一分解室的连接处设有缩径的喉部。 
进一步的，所述生料加入口设在第一分解室的外环壁上部。 
进一步的，所述第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室中通过还原剂喷入口喷入的还原剂量分别是喷入炉体内还原剂总量的30%～45%，25%～35%，15%～20%，5%～10%，0%～5%。 
进一步的，所述第一分解室、第二分解室和第四分解室中通过涡流增氧助燃风入口喷入的增氧助燃风的分配比为0.5～0.6：0.2～0.3：0.2。 
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：把分解炉设计成多级喷腾床的结构，通过把三次风分解成小量多股喷入到分解炉的不同区域，沿分解炉的高程喷入量不等的还原剂，如煤粉、烷烃、碳粉等，既保证生料中的CaCO3有效分解，又在分解炉内绝大部分环境营造成还原性氛围，使回转窑熟料烧成阶段和分解炉内生成的NOx被还原成N2，减少NOx的总量排放。 
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明： 
图1为本发明一种实施例的结构示意图； 
图2为图1中A-A向剖视图； 
图3为图1中B-B向剖视图； 
图4为图1中C-C向剖视图。 
具体实施方式
如图1所示为本发明一种实施例，一种水泥工业用降低NOx排放的分解炉，包括炉体1，所述炉体由第一分解室11、第二分解室12、第三分解室13、第四分解室14和第五分解室15依次从下到上连通组成，所述第一分解室的下部与熟料烧成窑炉8连通，所述第五分解室的气体出口151与预热器连通，所述第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室上均设有还原剂喷入口2，所述第一分解室、第二分解室和第四分解室上设有涡流增氧助燃风入口3，所述第一分解室上设有与预热器连通的生料加入口4。 
如图2、3和4所示，所述第一分解室、第二分解室和第四分解室上的涡流增氧助燃风入口分别相对第一分解室、第二分解室和第四分解室的外环壁的切 向延伸使增氧助燃风切向喷入。如图2所示，所述第一分解室上的还原剂喷入口与第一分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈0°或180°布置。如图3所示，所述第二分解室上的还原剂喷入口与第二分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈90°或270°布置。如图4所示，所述第四分解室上的还原剂喷入口与第四分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈0°或180°布置。促进形成涡流，使反应充分彻底。 
另外，所述第一分解室与第二分解室的连接处、第二分解室与第三分解室的连接处、第三分解室与第四分解室的连接处以及第四分解室与第五分解室的连接处分别设有缩径的喉部5，使分解炉内的三相物料在分解室之间流动时形成喷腾效应。所述熟料烧成窑炉上设有与第一分解室的下部连通的尾部直段81，所述尾部直段与第一分解室的连接处设有缩径的喉部。所述生料加入口设在第一分解室的外环壁上部。 
上述实施例中，所述第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室中通过还原剂喷入口喷入的还原剂量分别是喷入炉体内还原剂总量的30%～45%，25%～35%，15%～20%，5%～10%，0%～5%，优选为30%，35%，20%，10%，5%或者45%，25%，15%，10%，5%或者45%，30%，20%，5%，0%。所述第一分解室、第二分解室和第四分解室中通过涡流增氧助燃风入口喷入的增氧助燃风的分配比为0.5～0.6：0.2～0.3：0.2，优选0.6：0.2：0.2或者0.5：0.3：  0.2。 
本发明易于操作，经济实用，充分利用系统的装置特性，分级喷入还原性燃料即还原剂，对三次风即增氧助燃风的进风方式进行改进，燃烧生成了大量的CO和H2营造了还原性氛围，和NO进行还原反应使燃料型NOx大量减少，在水泥工业炉窑生产中适应范围广，检修更换方便。 

Claims (1)

1.一种水泥工业用降低NOx排放的分解炉，包括炉体（1），其特征在于：所述炉体由第一分解室（11）、第二分解室（12）、第三分解室（13）、第四分解室（14）和第五分解室（15）依次从下到上连通组成，所述第一分解室的下部与熟料烧成窑炉（8）连通，所述第五分解室的气体出口（151）与预热器连通，所述第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室上均设有还原剂喷入口（2），所述第一分解室、第二分解室和第四分解室上设有涡流增氧助燃风入口（3），所述第一分解室上设有与预热器连通的生料加入口（4），所述第一分解室、第二分解室和第四分解室上的涡流增氧助燃风入口分别相对第一分解室、第二分解室和第四分解室的外环壁的切向延伸使增氧助燃风切向喷入，所述第一分解室上的还原剂喷入口与第一分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈0°或180°布置，所述第二分解室上的还原剂喷入口与第二分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈90°或270°布置，所述第四分解室上的还原剂喷入口与第四分解室上的涡流增氧助燃风入口之间呈0°或180°布置，所述第一分解室与第二分解室的连接处、第二分解室与第三分解室的连接处、第三分解室与第四分解室的连接处以及第四分解室与第五分解室的连接处分别设有缩径的喉部（5），所述熟料烧成窑炉上设有与第一分解室的下部连通的尾部直段（81），所述尾部直段与第一分解室的连接处设有缩径的喉部，所述生料加入口设在第一分解室的外环壁上部，所述第一分解室、第二分解室、第三分解室、第四分解室和第五分解室中通过还原剂喷入口喷入的还原剂量分别是喷入炉体内还原剂总量的30%～45%，25%～35%，15%～20%，5%～10%，0%～5%，所述第一分解室、第二分解室和第四分解室中通过涡流增氧助燃风入口喷入的增氧助燃风的分配比为0.5～0.6：0.2～0.3：0.2。
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